发布时间:2012-12-04 00:00 原文链接: Nature首次解密肚子里的基因组密码

  我们身体里含有大量的微生物基因组,数量比我们本身的基因组多得多,一项最新研究表明,我们肚子肠道里的微生物基因组,就如同人类DNA个体之间存在差异一样,也是大不相同。

  这项研究是第一个分类记录肠道微生物遗传变异的研究成果,肠道是我们人类摄取营养成分,合成维生素,防止感染,以及生产天然降低炎症反应的化合物所在。科学家们进行了广泛的遗传多样性分析,从中发现了一些重要信息,能有助于了解这些微生物基因如何与人类基因合作,保持我们的健康的,或者在某些情况下,如何会导致疾病的。

  这项研究由华盛顿大学圣路易斯医学院,以及德国欧洲分子生物学实验室的研究人员共同完成,研究成果公布在Nature杂志上。

  文章的通讯作者是华盛顿大学基因组研究所副主任George Weinstock博士,他说,“令人惊讶的是,我们每个人的肠道微生物DNA都不同。这种DNA集合具有个体差异性,这种情况与我们人类的基因组十分相似。因此个人对各种药物的应答,以及使用营养物质的方式都不同,而这可以通过追踪我们体内微生物基因的突变来解析,正如同我们对人类基因的研究一样。”

  研究人员从207位生活在美国和欧洲的个体采集了252个粪便样本,分析他们的微生物DNA。所有的受试者都参与了近期两个备受瞩目的项目之一,用以分析归类他们体内和体表的不同微生物种类。这两个项目分别是人类微生物组项目,由美国国立卫生研究院资助,以及人体消化道元基因组学项目(MetaHIT),由欧洲委员会资助,这些项目都在寻找人体内微生物基因组的遗传变异。

  而在最新的这项研究中,研究人员聚焦于肠道内常见的101种微生物,从中找到了超过上千万的单碱基变化,而且研究人员也发现了许多其它的DNA变化,包括插入,删除和结构上的变化。

  在其中有43个至少相隔一个月收集一次的样品中――大部分样品都是在最初收集后,再隔6个月收集一次,研究人员发现虽然肠道中微生物物种变化较大,但这些微生物DNA随着时间的推移,变化的很少,

  “肠道中的微生物DNA非常稳,就像指纹一样,”Weinstock说,“即使是在一年以后,我们仍然可以通过这些微生物DNA的遗传特征,来区分个体。”

  胎儿在从产道滑落,来到这个世界之后,就会被微生物包围,这些微生物来自他们的母亲和环境。到底这些微生物如何改变我们的生活,至今科学家们还不清楚,但通过肠道的研究已经表明,微生物不平衡可能会导致机体患上肠易激综合征IBS,克罗恩氏病,甚至肥胖。

  通过这个新的目录,研究人员就可以着手于分析造成肠道微生物组形成的选择性压力。

  “我们体内微生物的DNA是机体内微生物进化的历史记录,”文章的另外一位作者,助理教授Makendonka Mitreva说,“当我们还很小的时候,这些许多生物体就已经来到了我们体内或体表,跟随着我们成长,并伴随我们一生。”

相关文章

自然:二倍体蚕豆基因组解开全球蛋白质作物的变异之谜

丹麦奥胡斯大学StigUggerhøjAndersen等研究人员的最新发现表明,巨大的二倍体蚕豆基因组解开全球蛋白质作物的变异之谜。2023年3月8日,《自然》杂志在线发表了这项成果。研究人员介绍,在......

剖腹产不会让婴儿错过来自母亲的必要微生物

英国和荷兰的科学家研究表明,即便是剖腹产婴儿也不会错过必要的微生物,虽然剖腹产婴儿在出生时吸收的母亲肠道微生物确实较少,但母亲能够通过母乳喂养等补偿途径将微生物转移给婴儿。相关研究近日发表于《细胞宿主......

长期施肥驱动黑土微生物介导土壤磷循环方面取得进展

在集约化耕作的农田生态系统中,施肥是快速补充土壤养分的重要途径。不同培肥管理形成各自土壤特定功能的微生物种群。在推行农业绿色生产方式,继续推进化肥减量化、化肥利用率进一步提升,推广有机肥替代化肥,构建......

新技术让微生物与化肥不再“水火不容”

化肥盐度指数高,对农作物有益的微生物难以在高盐环境中生存,这是常识。如今,一种新技术正破解“化肥与微生物难以兼容”这一难题。2月11日,以中国工程院院士周卫为组长,由山西农业大学校长张强研究员、北京农......

未来我们吃的“肉”可能是微生物造的

发酵蛋白中的蛋白含量高达40%—80%,含有多种维生素、纤维素、碳水化合物、脂类、矿物质,以及丰富的酶类和生物活性物质等,且不含胆固醇,对心脑血管疾病患者更加友好。李德茂中国科学院天津工业生物技术研究......

AI揭示影响人脑发育基因组突变

科技日报北京2月21日电美国研究人员使用人工智能(AI)模型揭示了可能影响人类认知进化的基因组突变。这项人类基因组学的开创性研究可能会促进发现复杂脑部疾病的新疗法。该研究发表在新一期的《科学进展》上。......

植物微生物互作对森林磷限制的缓解机制揭晓

近日,《新植物学家》发表了中科院植物所研究员刘玲莉团队的最新研究,他们发现热带森林中植物受到的磷限制通常高于温带森林,但物种之间和站点内差异很大。分布于不同纬度的森林生态系统均会受到不同程度的磷限制,......

染色体水平冬瓜参考基因组发布

近日,广东省农业科学院蔬菜研究所发布了染色体水平冬瓜参考基因组。相关研究发表于ScientificData,广东省农业科学院蔬菜研究所副研究员罗文龙和副研究员闫晋强为该论文共同第一作者,广东省农业科学......

首个家鸡基因组图谱绘制完成

西南大学教授徐洛浩课题组以中国特有家鸡品系胡须鸡为材料,在国际上率先绘制出首个家鸡全基因组图谱。2月13日,相关研究成果以《家鸡基因组完成图的演化分析》为题,发表在美国《国家科学院院刊》上。这是继去年......

北京大学揭示地表矿物微生物有机质耦合作用

一直以来,地表矿物、微生物与有机质之间内在作用机制,特别是矿物风化作用在微生物激发效应中扮演的角色始终未被揭示与认知。北京大学地球与空间科学学院鲁安怀教授和方谦博士课题组与合作者日前于《自然·通讯》在......